A Search for Low-Mass Black Holes By Optical Variability

• Project Area: Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
• Project/Area Number: 16H01088
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 諸隈 智貴 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10594674)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 光学赤外線天文学 / ブラックホール / 活動銀河核 / 光度変動

Outline of Annual Research Achievements

これまでに取得した8.2mすばる望遠鏡広視野カメラHyper Suprime-Cam (HSC)の高頻度観測データを再解析し，低質量ブラックホールを持つ活動銀河核(AGN)の候補天体を選出した．これらの天体のブラックホール質量を測定するための分光追観測提案(米国・キットピ ーク天文台Mayall 4m望遠鏡・可視分光器KOSMOS)が採択され，平成29年7月21日から24日までの4晩，観測を行なった．4晩のうち，1.5晩程度が晴天に恵まれ，ターゲット天体を7天体に対して分光観測を行い，スペクトルを取得することができた．いずれも赤方偏移0.2程度以下の近傍天体であることがわかったが，低質量ブラックホールを持つ明確な証拠を得ることはできなかった．また，副産物として，フラットな電波スペクトルを示す銀河も3天体分光し，それらは相対論的ジェットが視線方向を向いたブレーザーと呼ばれる天体とは異なる楕円銀河的な可視スペクトルを持つことがわかった．
また，HSCを用いた突発天体探査観測のデータを用いたブラックホール研究として，潮汐破壊現象を検出し，その母銀河の分光観測を実施した．

木曽シュミット望遠鏡を用いたモニター観測による既知の低質量ブラックホール天体の光度変動は，平成28年度の谷口の修士論文執筆の後，より高精度の変動を評価するためデータの再解析を行うとともに，論文執筆の作業を進めている．並行して，これまでに精力的に観測してきた，電波で明るく，相対論的ジェットを持つ活動銀河核のモニター観測の結果を査読論文として発表した．また，活動銀河核中の超新星と類似した突発現象に関する新しい理論モデルを査読論文において提示した．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] チリ大学(チリ)
• [Int'l Joint Research] ノボシビルスク州立大学(ロシア連邦)
• [Journal Article] The Hyper Suprime-Cam SSP Survey: Overview and survey design (2018)
  • Author(s): Aihara Hiroaki、Arimoto Nobuo、Armstrong Robert、 et al. (including Imanishi M.)
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Issue: SP1 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1093/pasj/psx066
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Superluminous Transients at AGN Centers from Interaction between Black Hole Disk Winds and Broad-line Region Clouds (2017)
  • Author(s): Moriya Takashi J.、Tanaka Masaomi、Morokuma Tomoki、Ohsuga Ken
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 843 Issue: 2 Pages: L19-L19
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa7af3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] OISTER optical and near-infrared monitoring observations of peculiar radio-loud active galactic nucleus SDSS?J110006.07+442144.3 (2017)
  • Author(s): T. Morokuma, M. Tanaka, Y. Tanaka, et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 69 Issue: 5 Pages: 82-103
  • DOI: 10.1093/pasj/psx075
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The radio structure of the peculiar narrow-line Seyfert 1 galaxy candidate J1100+4421 (2017)
  • Author(s): Gabanyi K. E、Frey S.、Paragi Z.、Jarvela E.、Morokuma T.、An T.、Tanaka M.、Tar I.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 473 Issue: 2 Pages: 1554-1561
  • DOI: 10.1093/mnras/stx2449
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] An Effective Selection Method for Low-Mass Active Black Holes and First Spectroscopic Identification (2016)
  • Author(s): Morokuma, Tominaga, Tanaka, Yasuda, Furusawa, et al.
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan Volume: 2016arXiv160302302M Issue: 3 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1093/pasj/psw033
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Machine-learning Selection of Optical Transients in Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey (2016)
  • Author(s): Morii, M., Ikeda, S., Tominaga, N., Tanaka, M., Morokuma, T., Ishiguro, K., Yamato, J., Ueda, N., Suzuki, N., Yasuda, N., Yoshida, N.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1093/pasj/psw096
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] A Search for Low-Mass Active Black Holes via Rapid Optical Variability (2018)
  • Author(s): T. Morokuma
  • Organizer: 新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」
• [Presentation] HSC Transient Survey (VIII): Tidal Disruption Events (2018)
  • Author(s): 諸隈智貴
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 低質量超巨大ブラックホールの可視光度変動 (2017)
  • Author(s): 谷口由貴，諸隈智貴，土居守
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] A search for Low-Mass Black Holes via Optical Rapid Variability (2017)
  • Author(s): T. Morokuma
  • Organizer: 新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
  • Year and Date: 2017-03-08
• [Presentation] OISTER Optical and Near-Infrared Monitoring Observations of a Peculiar Radio-Loud Active Galactic Nucleus SDSS J110006.07+442144.3 (2017)
  • Author(s): 諸隈智貴
  • Organizer: 日本天文学会2017年秋季年会
• [Presentation] 可視光短時間光度変動を用いた低質量銀河中心ブラックホール探査 (2016)
  • Author(s): 諸隈智貴
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Remarks] Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program
  • URL: http://hsc.mtk.nao.ac.jp/ssp/